Влияние геометрических параметров на характер двухслойных течений с испарением в наклонном канале

УДК 519.688

  • Евгений Евгеньевич Макаров Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт вычислительного моделирования СО РАН (Красноярск, Россия) Email: evgeniimakarov1995@gmail.com
Ключевые слова: двухслойная система, наклонный канал, конвекция, испарение замкнутость потока

Аннотация

Работа посвящена изучению двухслойных стационарных конвективных течений жидкости и сопутствующего потока газа и пара в наклонных слоях с учетом эффектов тепло- и массопереноса. Термокапиллярная граница раздела полагается неде-формируемой. Математическое моделирование двухслойных течений в бесконечном канале с твердыми непроницаемыми стенками осуществляется на основе точных решений специального вида дифференциальных уравнений конвекции. Эффекты термодиффузии и диффузионной теплопроводности принимаются во внимание в верхнем слое системы. Пар в газе полагается примесью, не влияющей на свойства. Течение изучается, когда функция концентрации пара отвечает условию нулевого потока на верхней стенке канала. На примере системы «бензин — воздух» изучено влияние толщины слоя на топологию течения. С помощью авторского кода был получен набор данных для построения представленных в статье профилей продольной скорости, полей температуры и концентрации пара в случае различных значений толщин слоев. При этом остальные параметры полагаются фиксированными. Результаты представлены в случае, когда выполнено условие замкнутости потока жидкости и задана величина расхода газа. Показано, что изменение толщины слоя влечет за собой как количественные, так и качественные изменения характеристик процесса течения.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биография автора

Евгений Евгеньевич Макаров , Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия); Институт вычислительного моделирования СО РАН (Красноярск, Россия)

аспирант кафедры дифференциальных уравнений; исполнитель по гранту РНФ

Литература

Бекежанова В.Б., Гончарова О.Н. Задачи испарительной конвекции (обзор) // Прикладная математика и механика. 2018. Т. 82. Вып. 2.

Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М., 1972.

Makarov Е.Е. Modeling of Stationary Flows of a Liquid-Gas System in an Inclined Channel Subject to Evaporation. J. Sib. Fed. Univ. Math. Phys., 2023. № 16(1). EDN: RPCLDC

Goncharova O.N., Hennenberg М., Rczanova E.V., Kabov O.A. Modeling of the convective fluid flows with evaporation in the two-layer systems / / Interfacial Phenomena and Heat Transfer. 2013. Vol. 1. № 3. Doi: 10.1615/InterfacPhenomHeatTransfer.vl.i4.20

Ласковец E.B. Изучение влияния геометрических параметров системы на характер трехслойных течений в горизонтальном канале // Известия Алт. гос. ун-та. 2023. № 1 (129) Doi: 10.14258/izvasu(2023)l-20

Shefer I.A. Influence of the transverse temperature drop on the stability of two-layer fluid flows with evaporation Fluid. 2019. Dyn 54. Doi: 10.1134/S0015462819040098

Шефер И.А. Влияние геометрии системы на устойчивость течения испаряющейся жидкости // Прикладная математика и механика. 2018. № 2

Liu R., Liu Q. Linear stability analysis of convection in two-layer system with an evaporating vapor-liquid interface // Acta Mechanica. 2006. Sinica 22. Doi: 10.1007/sl0409-006-0106-6

Xu G.-F., Liu Q.-S, Qin J., Zhu Z.-Q. Instability in two-sided thermocapillary-buoyancy convection with interfacial phase change // Chinese Physics Letters. 2020. № 1 (37). Doi: 10.1088/0256307Х/37/1/014701

Гебхарт Б., Джалурия Й., Махаджан P., Саммакия Б. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен. В 2-х книгах, кн. 1. М., 1991.

Lyulin Yu.V., Kabov O.A. Evaporative onvection in a horizontal liquid layer under shear stress gas flow // Int. J. Heat Mass Transfer. 2014. № 70. Doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.11.039

Остроумов Г.А. Свободная конвекция в условиях внутренней задачи. М.; Л., 1952.

Бирих Р.В. О термокапиллярной конвекции в горизонтальном слое жидкости // ПМТФ. 1966. № 3.

Шлиомис М.И., Якушин В.И. Конвекция в двухслойной бинарной системе с испарением / / Ученые записки Пермского гос. ун-та. Сер. Гидродинамика : сб. трудов. 1972. № 4.

Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М., 1971.

Гончарова О.Н., Резанова Е.В., Люлин Ю.В., Кабов О.А. Изучение конвективных течений жидкости и спутного потока газа с учетом испарения // Теплофизика высоких температур. 2017. № 6 (55). Doi: 10.7868/S0040364417060072

Бекежанова В.Б., Гончарова О.Н., Овчарова А.С. Моделирование конвекции в двухфазной системе в условиях диффузионного испарения в замкнутой области // ПМТФ. 2023. Doi: 10.15372/PMTF202215141

Опубликован
2023-09-14
Как цитировать
Макаров Е. Е. Влияние геометрических параметров на характер двухслойных течений с испарением в наклонном канале // Известия Алтайского государственного университета, 2023, № 4(132). С. 68-72 DOI: 10.14258/izvasu(2023)4-10. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%294-10.